同位素料位计在高压容器上的应用

    在化工生产过程中,对高压容器和反应塔的物位测量,如化肥生产中合成工段的氨分塔,冷凝塔、铜洗塔;尿素工段的合成塔、汽提塔等设备中的物位,许多厂家一直沿用玻璃板、浮筒式液位计等进行检测。由于使用环境恶劣,维护保养不得力,加之容器内介质的高温、高压、强腐蚀、易燃、易爆以及反应前后密度变化等因素的影响,因此不仅导致仪表偏差大、故障率高,而且极易酿成恶性事故。可见,使用常规仪表来实现高压容器料位检测非常困难。还有些企业,甚至甩掉检测装置,由操作人员凭经验操作,这样做既不安全,又增大了放空量,造成不必要的能源浪费和环境污染。

    同位素仪表以其独特的非接触式测量,解决了用常规仪表无法解决的技术难题。能很好地满足企业这方面的测量要求。笔者在氨分塔液面测量中使用了原化工部自动化研究所生产的γ射线料位计,现结合使用经验,就料位计的使用与防护进行探讨,以和同仁交流。

    1　测量原理

    同位素料位计是一种盘式安装、数码显示、继电器联锁的料位检测仪表,在检测工作中仪表各部件与被测物料不接触,故测量过程是非接触式的。该仪表主要由圆柱型放射源容器、防爆探测器和主机3部分组成。当对被测容器液位进行测量时,射线与物质相互作用被吸收,因而射线强度随介质厚度(高度)的变化而变化,其变化规律符合郎伯-贝尔公式即:

    I_h=I₀e^-μρh

式中　I_h,I₀———料位高度为h和0时探头处的射线强度;

      h———料位高度;

      μ———介质对γ射线的线性吸收系数;

      ρ———介质密度。

    防爆探测器检测出随料位变化的射线强度信号,经信号转换处理后,传输到主机,主机经过各种处理,在面板上显示液位高低和模拟高度,并同时将信号转换为0~10 mA DC或4~20 mA DC的标准信号输出。输出信号可连接调节仪表或DCS,进行显示、记录、报警、控制。

    2　安装与维护

    γ射线料位计的安装,应从检修和安全两方面考虑。在通常情况下,探测器接收到的γ光子被转换器线性地转换成电信号输出。因此,要使电信号能线性地显示料位高度,就必须使入射到探测器的γ光子数与料位高度成线性关系,即放射源、被测对象和射线探测器要有适当的几何位置。按大多数测量对象的要求,检测装置的几何布置一般有6种形式,即单点源布置的内、外装式,多点源布置的内、外装式和线状源布装的内、外装式。